CN115768587A - 激光焊接方法以及激光焊接装置 - Google Patents

Abstract

激光焊接方法具备：焊接步骤，通过二维地扫描激光来向工件的表面照射，从而对工件进行点焊。在焊接步骤中的第1照射步骤中，扫描激光，以使得以第1描绘图案(SP1)的原点为中心而使第1描绘图案(SP1)旋转，从而向第1半径的圆内整体照射激光。第1半径是第1描绘图案(SP1)的一半的长度。

Description

激光焊接方法以及激光焊接装置

技术领域

本公开涉及激光焊接方法以及激光焊接装置。

背景技术

由于激光焊接向作为被焊接物的工件照射的激光的功率密度较高，因此能够进行高速并且高品质的焊接。特别地，在工件的表面高速地扫描激光的同时进行焊接的扫描焊接中，在不进行焊接的期间中能够将激光束向下个焊接点高速地移动，因此能够缩短总的焊接时间(例如，参照专利文献1)。此外，关于激光的扫描方法，以往提出了扫描激光以使得在工件的表面描绘利萨如图案的方法(例如，参照专利文献2、专利文献3)。此外，扫描焊接不仅应用于通常的钢铁材料，也能够应用于进行了镀锌等的表面处理的钢铁材料的薄板焊接(例如，参照专利文献4)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-095934号公报

专利文献2：日本特开昭60-177983号公报

专利文献3：日本特开平11-104877号公报

专利文献4：日本专利第4915315号公报

发明内容

-发明要解决的技术问题-

然而，锌的沸点(906℃)比铁的熔点(1535℃)大幅度地低。因此，在将以锌为主成分的镀层形成于各个表面的2片钢板无间隙地重叠来焊接的搭接焊接中，在铁熔融之前存在于钢板的重叠面的镀锌层达到蒸发温度。担心产生的锌蒸气使小孔或者熔池不稳定，或者在工件的内部形成气孔，或者极端的情况下使熔池飞溅，从而产生焊接缺陷。

但是，在专利文献1～3中公开的现有的结构中，没有公开任何关于形成有以锌为主成分的镀层的钢板的搭接焊接，也没有公开上述的技术问题。

另一方面，在专利文献4中公开了如下方法：沿着焊接方向将激光束在前后摆动，并且使向前方摆动的前进工序中的激光的输出比向后方摆动的后退工序中的激光的输出低。通过这样，能够在去除了镀锌层之后将钢板彼此焊接。但是，在专利文献4中公开的方法中难以应用于点焊那样的接缝形状。

此外，在点焊中，在表面未形成镀锌层等的覆盖层的情况下，为了具有良好的形状的焊缝，也需要抑制焊接缺陷的产生。

本公开鉴于这方面而作出，其目的在于，提供一种在点焊中抑制焊接缺陷的产生、可得到良好的形状的焊缝的激光焊接方法以及激光焊接装置。

-解决技术问题的手段-

为了实现上述目的，本公开所涉及的激光焊接方法的特征在于，具备：焊接步骤，通过二维地扫描激光来向工件的表面照射，从而对所述工件进行点焊，所述焊接步骤至少具有：第1照射步骤，扫描所述激光，以使得所述激光在所述工件的表面描绘第1描绘图案，并且通过以所述第1描绘图案的原点为中心而使所述第1描绘图案旋转，从而向第1半径的圆内整体照射所述激光，所述第1描绘图案是2个环状的图案在所述原点相接并连续的图案，所述第1半径是所述第1描绘图案的长度的一半。

本公开所涉及的激光焊接装置的特征在于，至少具备：激光振荡器，使激光产生；激光头，接受所述激光并向工件照射；和控制器，对所述激光头的动作以及所述激光的输出进行控制，所述激光头具有：激光扫描仪，分别在第1方向和与所述第1方向交叉的第2方向扫描所述激光，所述控制器对所述激光扫描仪进行驱动控制，以使得所述激光在所述工件的表面描绘第1描绘图案，并且通过以所述第1描绘图案的原点为中心而使所述第1描绘图案旋转，从而向第1半径的圆内整体照射所述激光，所述第1描绘图案是2个环状的图案在所述原点相接并连续的图案，所述第1半径是所述第1描绘图案的长度的一半。

-发明效果-

根据本公开，能够在点焊中抑制焊接缺陷的产生，得到良好的形状的焊缝。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的激光焊接装置的概要结构图。

图2是激光扫描仪的概要结构图。

图3是工件的截面示意图。

图4是表示激光的基本扫描图案的图。

图5是表示激光的扫描轨迹的图。

图6是表示激光的描绘期间与输出的关系的图。

图7是表示激光照射时的工件的状态变化的示意图。

图8是表示激光的输出与小孔的深度的关系的图。

图9是表示变形例1所涉及的激光照射时的工件的状态变化的示意图。

图10是表示激光的基本扫描图案的图。

图11是表示激光的扫描轨迹的图。

图12A是表示变形例3所涉及的第2描绘图案的第1例的图。

图12B是表示第2描绘图案的第2例的图。

图12C是表示第2描绘图案的第3例的图。

图12D是表示第2描绘图案的第4例的图。

图12E是表示第2描绘图案的第5例的图。

图12F是表示第2描绘图案的第6例的图。

图12G是表示第2描绘图案的第7例的图。

图12H是表示第2描绘图案的第8例的图。

图12I是表示第2描绘图案的第9例的图。

图12J是表示第2描绘图案的第10例的图。

图12K是表示第2描绘图案的第11例的图。

图12L是表示第2描绘图案的第12例的图。

图12M是表示第2描绘图案的第13例的图。

图12N是表示第2描绘图案的第14例的图。

图12O是表示第2描绘图案的第15例的图。

图13是表示实施方式2所涉及的激光的基本扫描图案的图。

图14是表示激光的扫描轨迹的图。

图15A是表示变形例3所涉及的激光的第1扫描图案的图。

图15B是表示变形例3所涉及的激光的第2扫描图案的图。

图15C是表示变形例3所涉及的激光的第3扫描图案的图。

图15D是表示变形例3所涉及的激光的第4扫描图案的图。

图15E是表示变形例3所涉及的激光的第5扫描图案的图。

图15F是表示变形例3所涉及的激光的第6扫描图案的图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本公开的实施方式。另外，以下的优选的实施方式的说明本质上仅仅为示例，并不意图限制本公开、其应用物或者其用途。

(实施方式1)

[激光焊接装置以及激光扫描仪的结构]

图1表示本实施方式所涉及的激光焊接装置的结构的示意图，图2表示激光扫描仪的概要结构图。图3表示工件的截面示意图。

另外，在以下的说明中，可能将与从反射镜33向激光扫描仪40的激光LB的行进方向平行的方向称为X方向，将与从激光头30出射的激光LB的光轴平行的方向称为Z方向，将分别与X方向以及Z方向正交的方向称为Y方向。将X方向和Y方向包含于面内的XY平面在工件200的表面是平坦面的情况下，可以与该表面大致平行，也可以与该表面成一定的角度。

如图1所示，激光焊接装置100具备：激光振荡器10、光纤20、激光头30、控制器50和机械臂60。

激光振荡器10是从未图示的电源提供电力来产生激光LB的激光源。另外，激光振荡器10可以包含单一的激光源，也可以包含多个激光器模块。后者的情况下，将从多个激光器模块分别出射的激光耦合并作为激光LB而出射。此外，激光振荡器10中使用的激光源或者激光器模块根据工件200的材质、焊接部位的形状等而适当选择。

例如，也能够将光纤激光器、盘形激光器或者YAG(Yttrium Aluminum Garnet)激光器作为激光源。该情况下，激光LB的波长被设定为1000nm～1100nm的范围。此外，也可以将半导体激光器作为激光源或者激光器模块。该情况下，激光LB的波长被设定为800nm～1000nm的范围。此外，也可以将可见光激光器作为激光源或者激光器模块。该情况下，激光LB的波长被设定为400nm～600nm的范围。

光纤20与激光振荡器10光学耦合，激光振荡器10中产生的激光LB入射到光纤20，在其内部向激光头30传送。

激光头30被安装于光纤20的端部，将从光纤20传送的激光LB向工件200照射。

此外，激光头30作为光学部件，具有准直透镜32、反射镜33、聚光透镜34、激光扫描仪40，在壳体31的内部，这些光学部件保持规定的配置关系而被容纳。

准直透镜32接受从光纤20出射的激光LB，转换为平行光，使其入射到反射镜33。此外，准直透镜32与未图示的驱动部连结，根据来自控制器50的控制信号，在Z方向可位移地构成。通过使准直透镜32在Z方向位移，能够使激光LB的焦点位置变化，根据工件200的形状来使激光LB适当地照射。换句话说，准直透镜32通过与未图示的驱动部的组合，也作为激光LB的焦点位置调整机构而发挥功能。另外，也可以通过驱动部使聚光透镜34位移，来使激光LB的焦点位置变化。

反射镜33对透射准直透镜32的激光LB进行反射，使其入射到激光扫描仪40。反射镜33的表面被设为与透射准直透镜32的激光LB的光轴成约45度。

聚光透镜34使被反射镜33反射并被激光扫描仪40扫描的激光LB聚光于工件200的表面。

如图2所示，激光扫描仪40是具有第1检流计镜41和第2检流计镜42的公知的检流计扫描仪。第1检流计镜41具有第1反射镜41a、第1旋转轴41b、第1驱动部41c，第2检流计镜42具有第2反射镜42a、第2旋转轴42b、第2驱动部42c。透射聚光透镜34的激光LB被第1反射镜41a反射，进一步被第2反射镜42a反射，向工件200的表面照射。

例如，第1驱动部41c以及第2驱动部42c是检流计电机，第1旋转轴41b以及第2旋转轴42b是电机的输出轴。虽未图示，但第1驱动部41c通过根据来自控制器50的控制信号进行动作的驱动器而旋转驱动，从而安装于第1旋转轴41b的第1反射镜41a围绕第1旋转轴41b的轴线旋转。同样地，第2驱动部42c通过根据来自控制器50的控制信号进行动作的驱动器而旋转驱动，从而安装于第2旋转轴42b的第2反射镜42a围绕第2旋转轴42b的轴线旋转。

通过第1反射镜41a围绕第1旋转轴41b的轴线进行旋转动作直到规定的角度，从而激光LB在X方向被扫描。此外，通过第2反射镜42a围绕第2旋转轴42b的轴线进行旋转动作直到规定的角度，从而激光LB在Y方向被扫描。换句话说，激光扫描仪40构成为在XY平面内二维地扫描激光LB并向工件200照射。

控制器50对激光振荡器10的激光振荡进行控制。具体地说，通过对与激光振荡器10连接的未图示的电源提供输出电流、接通断开时间等控制信号，从而进行激光振荡控制。此外，控制器50对激光LB的输出进行控制。

此外，控制器50根据被选择的激光焊接程序的内容，控制激光头30的动作。具体地说，进行设置于激光头30的激光扫描仪40以及准直透镜32的未图示的驱动部的驱动控制。进一步地，控制器50对机械臂60的动作进行控制。另外，激光焊接程序被保存于在控制器50的内部或者其他的场所设置的存储部(未图示)，通过来自控制器50的命令而被调出到控制器50。

控制器50具有未图示的LSI或者微型计算机等的集成电路，通过在该集成电路上执行作为软件的激光焊接程序，可实现所述的控制器50的功能。另外，也可以独立设置对激光头30的动作进行控制的控制器50和对激光LB的输出进行控制的控制器50。

机械臂60是多关节机器人，安装于激光头30的壳体31。此外，机械臂60与控制器50可交互信号地连接，使激光头30移动以使得根据所述的激光焊接程序来描绘规定的轨迹。另外，也可以设置对机械臂60的动作进行控制的另外的控制器(未图示)。

图1所示的激光焊接装置100能够对各种形状的工件200进行激光焊接。例如，如图3所示，向使分别在表面形成以锌为主成分的镀锌层211、221并包含钢板的第1板材210与第2板材220无间隙地紧贴并重叠的工件200照射激光LB，进行搭焊。通过在第1板材210以及第2板材220的表面分别形成镀锌层211、221，能够防止在钢板生锈。另外，当然被激光焊接的工件200的构造、材质并不限定于图3所示的例子。

[利萨如图案的数学式表现]

图4表示激光的扫描图案，激光LB被扫描以使得在XY平面内、该情况下为工件200的表面描绘利萨如图案(以下，也称为利萨如图形)。

图4所示的利萨如图案通过使激光LB在X方向振动为规定的频率的正弦波状、并且使其在Y方向振动为与X方向不同的频率(X方向的频率的1/2)的正弦波状来得到。此外，如所述那样，基于第1反射镜41a以及第2反射镜42a的旋转运动，确定激光LB的X方向以及Y方向的扫描图案。在将通过第1反射镜41a的驱动而得到的利萨如图案的位置坐标设为X、将通过第2反射镜42a的驱动而得到的利萨如图案的位置坐标设为Y时，位置坐标X、Y分别通过以下的式(1)～(4)来表示。

X＝a1×sin(nt)···(1)

X＝a2×sin(nt)···(3)

在此，

a1：利萨如图案SP1的X方向的振幅宽度

b1：利萨如图案SP1的Y方向的振幅宽度

a2：利萨如图案SP2的X方向的振幅宽度

b2：利萨如图案SP2的Y方向的振幅宽度

n：第1反射镜41a的频率

m：第2反射镜42a的频率

t：时间

第1反射镜41a或者第2反射镜42a驱动时的相位差，具体地说，在第1反射镜41a与第2反射镜42a的旋转运动时设置的角度偏差量。

利萨如图案SP1(以下，也称为第1描绘图案SP1)是后述的第1照射步骤中的利萨如图案，利萨如图案SP2(以下，也称为第2描绘图案SP2)是后述的第2照射步骤中的利萨如图案。

另外，式(1)～(4)所示的位置坐标X、Y通过固定了激光头30的位置的状态下的利萨如图案的静止坐标系来表现。

此外，频率n和频率m分别对应于第1反射镜41a和第2反射镜42a的驱动频率。

第1描绘图案SP1对应于式(1)、(2)中设为a1＝0.5、b1＝1、n＝1、m＝2、

的情况。另一方面，第2描绘图案SP2对应于式(3)、(4)中设为a2＝0.25、b2＝0.5、n＝1、m＝2、

的情况。换句话说，在Y方向上，第1描绘图案SP1为比第2描绘图案SP2大的图案。另外，参数a1、a2、b1、b2分别以第1描绘图案SP1的大小为基准，通过1来标准化。此外，式(1)～(4)的相位差

也可以为0度或者180度的任一者。

另外，实际的利萨如图案SP1、SP2的尺寸、换句话说X方向以及Y方向的振幅宽度分别处于1mm～10mm左右的范围内。

在此，如图4所示，在将规定的时间变量Δt处的利萨如图案的X方向的描绘距离设为ΔX、将Y方向的描绘距离设为ΔY、将时间变量Δt处的利萨如图案的描绘距离设为ΔL时，ΔX、ΔY、ΔL分别通过以下所示的式(5)～(7)来表示。

ΔX＝a1×n×cos(nt)×Δt···(5)

ΔL＝Δt×{(ΔX)²+(ΔY)²}^1/2···(7)

因此，利萨如图案的描绘速度V通过以下所示的式(8)来表示。

V＝ΔL/Δt···(8)

式(5)～(8)是与基于式(1)～(2)而作成的第1描绘图案SP1有关的公式，同样地，能够基于式(3)～(4)来作成与第2描绘图案SP2有关的公式。在此，省略其详细。

另外，图4所示的第1描绘图案SP1能够通过扫描激光LB以使得在1周期的期间从原点O通过描绘位置A→B→C→O→D→E→F→O而得到。此外，第2描绘图案SP2能够通过扫描激光LB以使得在1周期的期间从原点O通过描绘位置A’→B’→C’→O→D’→E’→F’→O而得到。

[激光焊接方法]

图5表示激光的扫描轨迹，图6表示激光的描绘期间与输出的关系。图7示意性地表示激光照射时的工件的状态变化。

在本实施方式中，以将激光LB向工件200的表面照射来对图3所示的工件200进行搭接点焊的情况为例来进行说明。

此时，首先，使用激光扫描仪40，二维地扫描激光LB，在工件200的表面描绘图4所示的第1描绘图案SP1。若将第1描绘图案SP1描绘完成一次，则使用激光扫描仪40，在以原点O为中心使其在旋转方向RD旋转规定的角度的状态下，在工件200的表面再次描绘第1描绘图案SP1。以原点O为中心，从初始位置旋转到180度，反复执行该步骤，向从原点O起规定的半径(对应于第1描绘图案SP1的Y方向的振幅宽度b1(＝1))的圆内照射激光LB(第1照射步骤)。将第1照射步骤的执行期间称为第1描绘期间T1。此外，如图6所示，设定为在第1描绘期间T1，激光LB的输出P为P1。

接续第1照射步骤，使用激光扫描仪40，二维地扫描激光LB，在工件200的表面描绘图4所示的第2描绘图案SP2。若将第2描绘图案SP2描绘完成一次，则使用激光扫描仪40，在以原点O为中心使其在旋转方向RD旋转规定的角度的状态下，在工件200的表面再次描绘第2描绘图案SP2。以原点O为中心从初始位置旋转到180度，反复执行该步骤，向从原点O起规定的半径(对应于第2描绘图案SP2的Y方向的振幅宽度b2(＝0.5))的圆内照射激光LB(第2照射步骤)。将第2照射步骤的执行期间称为第2描绘期间T2。此外，如图6所示，设定为在第2描绘期间T2，激光LB的输出P为P2(P2＞P1)。

另外，第1照射步骤以及第2照射步骤中的激光扫描仪40的驱动控制通过控制器50来进行。此外，激光LB的输出P被控制器50控制。

针对图3所示的工件200，在现有技术中，通过激光LB来无间隙地进行搭接点焊的情况下，如所述那样，担心铁熔融前产生的锌蒸气产生焊接缺陷。另一方面，根据本实施方式，能够去除在第1板材210与第2板材220的界面存在的以锌为主成分的镀层211、221，并且能够抑制伴随锌蒸气的产生的焊接缺陷的产生，能够得到良好的形状的焊缝。对此进一步进行说明。

在第1照射步骤中，通过将激光LB的输出设定为图6所示的输出P1，如图7所示那样，例如在描绘位置B，通过光轴由b-b’所示的激光LB1形成深度为LKl的小孔301，进一步在其周围形成熔池311。此时，小孔301的深度LK1未达到第1板材210(板厚：th1)与第2板材220(板厚：th2)的界面W-W’，同样地，熔池311也未达到第1板材210与第2板材220的界面W-W’。换句话说，第1板材210未通过激光LB1而完全熔融到底部。

另一方面，由于来自到达小孔301的内部的激光LB1的输入热量以及熔池311中产生的热量，第1板材210与第2板材220的界面W-W’的温度上升并达到所述的锌的沸点，存在于该界面W-W’的镀锌层211、221蒸发。此外，如所述那样，在第1照射步骤中，使第1描绘图案SP1以原点O为中心在旋转方向RD按照每规定的角度而旋转，从初始位置直到180度，反复在工件200的表面描绘第1描绘图案SP1。其结果，以原点O为中心，遍及半径0.5LZn的范围，从该界面W-W’去除镀锌层211、221。另外，有时将图7所示的LZn称为镀锌层去除宽度LZn。

另一方面，在第2照射步骤中，通过将激光LB的输出设定为图6所示的输出P2，如图7所示，例如在描绘位置B’，通过光轴由b”-b”’所示的激光LB2来形成深度为LK2的小孔302，进一步在其周围形成熔池312。此时，小孔302贯通第1板材210，到达第2板材220的内部。同样地，熔池312也从第1板材210的表面形成到第2板材220的内部。换句话说，通过激光LB2，镀锌层211、221蒸发并去除后的第1板材210与第2板材220的界面W-W’的附近被熔融，形成熔池312。

此外，如所述那样，在第2照射步骤中，使第2描绘图案SP2以原点O为中心，在旋转方向RD按照每规定的角度旋转，从初始位置直到180度，反复在工件200的表面描绘第2描绘图案SP2。其结果，以原点O为中心，遍及半径0.5LW的范围，从第1板材210到第2板材220形成熔池312。熔池312固化，第1板材210与第2板材220被点焊。另外，有时将图7所示的LW称为焊点直径LW。

此外，根据上述说明可知，镀锌层去除宽度LZn对应于第1描绘图案SP1的Y方向的振幅宽度b1(＝1)，焊点直径LW对应于第2描绘图案SP2的Y方向的振幅宽度b2(＝0.5)。换句话说，焊点直径LW比镀锌层去除宽度LZn短，镀锌层211、221被去除的区域比第1板材210与第2板材220被点焊的区域宽。

因此，由于对镀锌层211、221被可靠地去除的区域进行激光焊接，因此能够减少锌蒸气导致产生的小孔302以及熔池312的不稳定性。同样地，能够抑制锌蒸气导致在工件200的内部形成的气孔、熔池312飞溅而产生的溅射、弧坑等焊接缺陷的产生。

[效果等]

如以上说明那样，本实施方式所涉及的激光焊接方法具备焊接步骤，在焊接步骤中，二维地扫描激光LB来向工件200的表面照射，从而对工件200进行点焊。

工件200是在表面形成有镀锌层211的第1板材210与在表面形成有镀锌层221的第2板材220无间隙地重叠的构造。第1板材210以及第2板材220都是钢板。

焊接步骤至少具有以下所示的第1照射步骤和第2照射步骤。在第1照射步骤中，通过使激光LB沿着X方向(第1方向)振动为具有第1频率的正弦波状，并且使激光LB沿着与X方向交叉的Y方向(第2方向)振动为具有第2频率的正弦波状，从而扫描激光LB以使得在工件200的表面描绘8字状的利萨如图案即第1描绘图案SP1。并且描绘激光LB，以使得以第1描绘图案SP1的原点O为中心，使第1描绘图案SP1按照每规定的角度旋转并反复描绘。

在第2照射步骤中，扫描激光LB，以使得以第1描绘图案SP1的原点O为中心，使8字状的利萨如图案即第2描绘图案SP2按照每规定的角度旋转并反复描绘。

在第1照射步骤中，存在于第1板材210与第2板材220的界面的镀锌层211、221被去除。在第2照射步骤中，镀锌层211、221被去除的第1板材210与第2板材220彼此被点焊。

根据本实施方式，能够去除存在于第1板材210与第2板材220的界面的镀锌层211、221，并且能够抑制伴随锌蒸气的产生的焊接缺陷的产生。此外，能够使形成于工件200的焊缝的形状良好。

特别地，在第1照射步骤中，通过扫描激光LB，以使得以第1描绘图案SP1的原点O为中心，使第1描绘图案SP1按照每规定的角度旋转并反复描绘，从而能够使激光LB的扫描轨迹接近于正圆，并且能够使投入到该扫描轨迹的内部的热量接近于均等。由此，能够可靠地去除存在于第1板材210与第2板材220的界面的镀锌层211、221。

此外，在第2照射步骤中，通过扫描激光LB以使得以第1描绘图案SP1的原点O为中心使第2描绘图案SP2按照每规定的角度旋转并反复描绘，从而能够使激光LB的扫描轨迹接近于正圆，并且能够使投入到该扫描轨迹的内部的热量接近于均等。由此，能够进行焊点的精密的形状控制。此外，能够抑制焊接缺陷的产生，并且能够将第1板材210与第2板材220可靠地焊接。

此外，在本实施方式的激光焊接方法中，对激光LB的输出P进行控制，以使得第1照射步骤中的激光LB的输出P1比第2照射步骤中的激光LB的输出P2低。通过这样，能够在第1照射步骤中去除镀锌层211、221，另一方面，能够在第2照射步骤中将第1板材210与第2板材220焊接。

另外，优选激光LB的输出P1设为小孔301以及熔池311未达到第1板材210与第2板材220的界面W-W’的程度。通过这样，能够抑制锌蒸气急剧地喷出而产生焊接缺陷。此外，优选激光LB的输出P2设为小孔302以及熔池312达到第2板材220的内部的程度。通过这样，能够将第1板材210与第2板材220可靠并且牢固地焊接。另外，也可以熔池312到达第2板材220的背面。该情况下，形成所谓的背部焊道。另外，激光LB的输出P2需要设为不产生焊接位置的熔透的程度。

此外，通过使第2描绘图案SP2的长度(对应于第2描绘图案SP2的Y方向的振幅宽度b2(＝0.5))比第1描绘图案SP1的长边方向的长度(对应于第1描绘图案SP1的Y方向的振幅宽度b1(＝1))短，能够使焊接区域比镀锌层211、221被去除的区域窄。换句诂说，由于对镀锌层211、221被可靠地去除的区域进行激光焊接，因此能够减少锌蒸气导致产生的小孔302以及熔池312的不稳定性。同样地，能够抑制由于锌蒸气导致在工件200的内部形成的气孔、熔池312飞溅而产生的溅射、弧坑等的焊接缺陷的产生。在此，虽设为振幅宽度b1＝1、振幅宽度b2＝0.5，但期望将振幅宽度b2以第2照射步骤中不产生小孔的不稳定或者溅射的程度设定为接近于振幅宽度b1的值，来确定第2描绘图案SP2的长度。

此外，在本实施方式中，分别在第1照射步骤以及第2照射步骤中，分别在工件200形成小孔301、302。通过这样，在第1照射步骤中，能够对第1板材210与第2板材220的界面W-W’可靠地提供使锌蒸发所需的热量。特别地，在第1板材210的板厚较厚的情况下，优选在第1板材210形成小孔301。第1板材210的板厚通常为0.5mm～6mm左右。另外，所谓第1板材210的板厚较厚，通常是指第1板材210的板厚超过1.0mm～2mm的程度的情况。此外，在第2照射步骤中，能够对第1板材210以及第2板材220可靠地提供使其相互焊接所需的热量。

另外，在本实施方式中，将第1反射镜41a的频率n以及第2反射镜42a的频率m之比、换言之激光LB的X方向的振动频率即第1频率与Y方向的振动频率即第2频率之比n：m设为1：2。通过这样，在第1照射步骤以及第2照射步骤中都能够将激光LB的扫描轨迹设为8字状的利萨如图案。由此，能够高速地去除镀锌层211、221，能够持续高速地焊接工件200。换句话说，能够抑制焊接缺陷的产生，并且能够高速地对工件200进行点焊。

此外，在第1照射步骤中，优选扫描激光LB以使得第1描绘图案SP1的描绘速度(参照式(8))恒定。在第2照射步骤中，优选扫描激光LB以使得第2描绘图案SP2的描绘速度恒定。如所述那样，通过利用控制器50来驱动激光扫描仪40，从而在工件200的表面分别描绘第1描绘图案SP1以及第2描绘图案SP2。通过将第1描绘图案SP1以及第2描绘图案SP2的描绘速度分别设为恒定，从而基于控制器50的激光扫描仪40的驱动控制变得简便。此外，若激光LB的描绘速度变动，则小孔301、302的深度、直径变动，因此焊缝的形状、特别是熔池311，312的底部的形状可能较大地变动。

另一方面，根据本实施方式，通过将第1描绘图案SP1以及第2描绘图案SP2的描绘速度分别设为恒定，从而能够使小孔301、302的深度、直径、进而焊缝的形状稳定。另外，如果焊缝的形状处于允许范围，则对第1描绘图案SP1进行描绘中的激光LB也可以根据式(1)～式(2)，在规定的范围内变动速度。同样地，对第2描绘图案SP2进行描绘中的激光LB也可以根据式(3)～式(4)，在规定的范围内变动速度。

本实施方式所涉及的激光焊接装置100至少具备：激光振荡器10，使激光LB产生；激光头30，接受激光LB并向工件200照射；和控制器50，对激光头30的动作以及激光LB的输出P进行控制。

工件200是在表面形成有镀锌层211的第1板材210和在表面形成有镀锌层221的第2板材220无间隙地重叠的构造。第1板材210以及第2板材220都是钢板。

激光头30具有分别在X方向(第1方向)和与X方向交叉的Y方向(第2方向)扫描激光LB的激光扫描仪40。

控制器50使激光LB沿着X方向振动为具有第1频率的正弦波状，并且使激光LB沿着Y方向振动为具有第2频率的正弦波状。由此，控制器50对激光扫描仪40进行驱动控制，以使得激光LB在工件200的表面描绘8字状的利萨如图案即第1描绘图案SP1。此外，控制器50对激光扫描仪40进行驱动控制以使得以第1描绘图案SP1的原点O为中心而使第1描绘图案SP1按照每规定的角度旋转并反复描绘。

此外，控制器50对激光扫描仪40进行驱动控制，以使得激光LB在工件200的表面描绘8字状的利萨如图案即第2描绘图案SP2。此外，控制器50对激光扫描仪40进行驱动控制以使得以第1描绘图案SP1的原点O为中心而使第2描绘图案SP2按照每规定的角度旋转并反复描绘。

控制器50对激光LB的输出P进行控制，以使得对第1描绘图案SP1进行描绘中的激光LB的输出P1比对第2描绘图案SP2进行描绘中的激光LB的输出P2低。

根据本实施方式的激光焊接装置，能够去除存在于第1板材210与第2板材220的界面的镀锌层211、221，并且能够抑制伴随锌蒸气的产生的焊接缺陷的产生。此外，能够使形成于工件200的焊缝的形状良好。

激光焊接装置100还具备安装有激光头30的机械臂60，控制器50对机械臂60的动作进行控制。机械臂60使激光头30相对于工件200的表面在规定的方向移动。

通过这样设置机械臂60，能够使激光LB的焊接方向变化。此外，能够对复杂形状、例如立体形状的工件200容易地进行激光焊接。

激光振荡器10与激光头30通过光纤20而连接，激光LB通过光纤20，从激光振荡器10传送到激光头30。

通过这样设置光纤20，能够对设置于与激光振荡器10分离的位置的工件200进行激光焊接。由此，对激光焊接装置100的各部进行配置的自由度提高。

激光扫描仪40包含：在X方向扫描激光LB的第1检流计镜41、在Y方向扫描激光LB的第2检流计镜42。

通过这样构成激光扫描仪40，能够简便地二维地扫描激光LB。此外，由于将公知的检流计扫描仪利用为激光扫描仪40，因此能够抑制激光焊接装置100的成本上升。

激光头30还具有准直透镜32，准直透镜32构成为使激光LB的焦点位置沿着分别与X方向以及Y方向交叉的Z方向变化。换言之，准直透镜32构成为使激光LB的焦点位置沿着与工件200的表面交叉的Z方向变化。换句话说，准直透镜32通过与未图示的驱动部的组合，也作为激光LB的焦点位置调整机构而发挥功能。

通过这样，能够使激光LB的焦点位置简便地变化，能够根据工件200的形状来使激光LB适当地照射。

另外，也可以将第1描绘图案SP1以及第2描绘图案SP2分别设为X方向为长边方向的利萨如图案、该情况下为∞字状的利萨如图案。该情况下，将所述的频率n设为2，将频率m设为1，来变更利萨如图案的形状。

<变形例1>

图8表示激光的输出与小孔的深度的关系，图9示意性地表示本变形例所涉及的激光照射时的工件的状态变化。另外，为了说明方便，在图8、图9以及以下所示的各附图中，针对与实施方式1同样的位置，赋予相同的符号并省略详细的说明。

如图8所示，在激光LB的输出P比规定值小的区域(热传导焊接区域Rc)，虽然由于基于激光LB的输入热量导致工件200熔融但未形成小孔。若从该区域提高输出P，则经由转移区域Rt达到小孔焊接区域Rk。若成为该区域，则在工件200形成小孔，并且小孔的深度随着输出P的上升而变深。

在实施方式1所示的例子中，在对工件200进行激光焊接的期间，在第1照射步骤中，设定激光LB的输出P1以使得在第1板材210形成小孔301。

但是，在第1板材210的板厚比规定值薄的情况下，若提高激光LB的输出P直到在第1板材210形成小孔301，则小孔301可能到达第1板材210与第2板材220的界面W-W’，锌蒸气急剧地喷出并产生焊接缺陷。此外，有时优选根据工件200的形状、材质等，在第1板材210不形成小孔301。该情况下，如本变形例所示，在第1照射步骤中，进行设定以使得激光LB的输出P1为所述的热传导焊接区域Rc的范围内。

通过这样，如图9的左侧所示，在第1照射期间T1，在板厚th3(th3＜th1)的第1板材210不形成小孔。但是，通过激光LB的照射，在第1板材210形成熔池313，直到未达到第1板材210与第2板材220的界面W-W’的程度的深度。由此，以原点O为中心，在半径0.5LZn的圆内，存在于第1板材210与第2板材220的界面的镀锌层211、221被适当地加热从而蒸发、去除。

在其之后的第2照射期间T2中，如图9的右侧所示，从第1板材210到第2板材220形成深度LK3的小孔303以及熔池314，第1板材210与第2板材220被相互点焊。这与实施方式1所示的同样。

根据本变形例，例如即使在第1板材210的板厚th3比规定值薄的情况下，也能够抑制锌蒸气的急剧的喷出以及伴随其的焊接缺陷的产生。此外，由此，能够得到良好的形状的焊缝。

<变形例2>

图10表示本变形例所涉及的激光的基本扫描图案，图11表示激光的扫描轨迹。

在对图3所示的工件200进行点焊时，在以图4以及图5所示的图案照射激光LB的情况下，可能在第1板材210与第2板材220的对接面的中心部分镀锌层211、221不能被充分去除。例如，焊点尺寸LW较大、所需的镀锌去除宽度LZn较宽(参照图7)、或者镀锌层211、221较厚的情况相当于该情况。在前者的情况下，由于焊点尺寸较大，因此在原点O附近产生的锌蒸气从第1板材210与第2板材220的间隙向外部排出需要时间。另一方面，在后者的情况下，由于镀锌层211、221较厚，因此分别去除镀锌层211、221还是花费时间。在任一情况下，都担心在图4以及图5所示的图案中无法应对。

为了抑制这种不良的产生，在本变形例中，将第1描绘图案SP3设为关于原点O非对称的利萨如图案。具体地说，在图10所示的第1描绘图案SP3之中位于Y方向的+侧的部分(描绘图案SP3U)，在式(2)中，设为a1＝0.5、b1＝1，另一方面，在位于Y方向的-侧的部分(描绘图案SP3L)，在式(2)中，设为a1＝0.25、b1＝0.5。

通过这样，在以原点O为中心，使其在旋转方向RD按照每规定的角度旋转，反复描绘第1描绘图案SP3的情况下，在原点O附近的激光LB的照射区域，相比于实施方式1所示的例子，能够增大中心部分、即本变形例中为第2照射图案SP4的位于Y方向的-侧的部分也就是通过描绘图案SP4L而照射的部分的投入热量。由此，对照射激光LB的焊点的周缘部分和中心部分，赋予被投入的热量之差，能够在第1板材210与第2板材220的对接面的中心部分可靠地去除镀锌层211、221。

此外，在本变形例中，关于第2描绘图案SP4，也设为关于原点O非对称的利萨如图案。具体地说，在图10所示的第2描绘图案SP4之中位于Y方向的+侧的部分(描绘图案SP4U)，在式(3)、(4)中，设为a2＝0.25、b2＝0.5，另一方面，在所述的描绘图案SP4L中，在式(3)、(4)中，设为a2＝0.125、b2＝0.25。

通过这样，在以原点O为中心，使其在旋转方向RD按照每规定的角度旋转，将第2描绘图案SP2反复描绘1周的情况下，在原点O附近的激光LB的照射区域，相比于实施方式1所示的例子，能够更多地投入激光能量，特别地能够使得焊点直径较大的情况下的焊缝形状良好。

另外，在实施方式1中的第1照射步骤以及第2照射步骤中，在使第1描绘图案SP1以及第2描绘图案SP2从初始位置分别旋转180度的时刻，向以原点O为中心的规定的半径的圆内均等地照射激光LB。另一方面，在本变形例中，第1描绘图案SP3以及第2描绘图案SP4分别关于原点O非对称。因此，为了向以原点O为中心的规定的半径的圆内均等地照射激光LB，需要使第1描绘图案SP3以及第2描绘图案SP4从初始位置分别旋转360度。

此外，在将第1描绘图案SP1以及第2描绘图案SP2设为分别关于原点O相互非对称的图案时，式(1)～(4)中的参数a1、b1、a2、b2的值可根据工件200的材质、各层的厚度等而适当变更。

<变形例3>

图12A～图12O分别表示本变形例所涉及的第2描绘图案的第1～第15的例子。

如所述那样，为了高速并且可靠地去除工件200的镀锌层211、221，可以将第1描绘图案SP1设为8字状或者∞字状的利萨如图案。另一方面，例如，在对第1板材210与第2板材220进行焊接时，也可以未必将第2描绘图案SP2设为利萨如图案。第1板材210与第2板材220被点焊即可。

如果基于该观点，则第2描绘图案SP2可取各种形状。例如，也可以如图12A所示，将第2描绘图案SP2设为圆弧形状，也可以如图12E所示，将第2描绘图案SP2设为螺旋形状。此外，也可以如图12J所示，将第2描绘图案SP2设为直线状，也可以如图12L所示，通过将多个圆弧以原点O为中心等角度间隔地描绘，从而设为第2描绘图案SP2。

在任一情况下，优选第2描绘图案SP2的外缘处于距原点O等距离的位置。通过这样，能够在焊点形状的焊接区域内使输入热量接近于均等。另外，在将第2描绘图案SP2设为图12B～12H、图12J～12L、图12N以及图12O所示的图案的情况下，也可以如实施方式1所示，扫描激光LB以使得以第1描绘图案SP1的原点O为中心使第2描绘图案SP2按照每规定的角度旋转并反复描绘。通过这样，通过改变焊接步骤的描绘图案，能够抑制焊接缺陷的产生，并且能够通过所希望的焊缝形状来可靠地焊接第1板材210和第2板材220。

(实施方式2)

图13表示本实施方式所涉及的激光的基本扫描图案，图14表示激光的扫描轨迹。

在本实施方式中，在对工件200进行点焊时，在仅执行第2照射步骤这方面，与实施方式1所示的结构不同。

例如，考虑在图3所示的工件200中，在第1板材210的表面未形成镀锌层211、在第2板材220的表面未形成镀锌层221的情况。

该情况下，工件200是分别包含钢板的第1板材210和第2板材220直接重叠的构造。在对这种工件200进行点焊时，扫描激光LB以使得图13所示的第2描绘图案SP5以原点O为中心按照每规定的角度旋转并反复描绘。该情况下，从初始位置到旋转180度，在工件200的表面反复描绘第2描绘图案SP5。

通过这样，能够使投入到焊点形状的焊接区域的内部的热量接近于均等。因此，能够在工件200均等地形成熔池，能够使焊缝的形状良好。此外，能够使激光LB的照射区域接近于正圆，能够进行焊点的精密的形状控制。

换句话说，本公开的激光LB的扫描方法对在表面未形成镀锌层等的覆盖层的板材的重叠点焊也有用。

<变形例3>

图15A～15F分别表示本变形例所涉及的激光的第1～第6扫描图案。另外，在图15A～15F中，箭头AR1、AR3表示激光LB的扫描方向(描绘方向)。此外，图15A～15F所示的第1～第6扫描图案相当于所述的第1描绘图案。第2描绘图案省略图示，但是与本变形例所示的第1～第6扫描图案类似形状或者相似形状，设为仅小了规定的尺寸。

本公开的激光LB的第1描绘图案SP1和SP3并不局限于实施方式1所示的利萨如图案。例如，如图15A所示，第1描绘图案SP6也可以是分别在原点O相接并关于X轴对称地配置的2个圆形图案的合成图案。此外，如图15B以及图15C所示，第1描绘图案SP7、SP8也可以分别是在原点O相接并关于X轴对称地配置的2个椭圆图案的合成图案。在第1描绘图案SP7中，2个椭圆的长轴是X方向，短轴是Y方向。在第1描绘图案SP8中，2个椭圆的长轴是Y方向，短轴是X方向。

此外，如图15D所示，第1描绘图案SP9也可以是相互非对称的大小的2个圆形图案SP9U、SP9L分别在原点O相接并夹着X轴而配置的合成图案。如图15E所示，第1描绘图案SP10也可以是相互非对称的大小的2个椭圆形图案SP10U、SP10L分别在原点O相接并夹着X轴而配置的合成图案。在第1描绘图案SP10中，2个椭圆的长轴是X方向，短轴是Y方向。此外，如图15F所示，第1描绘图案SP11也可以是相互非对称大小的2个椭圆形图案SP11U、SP11L分别在原点O相接并夹着X轴而配置的合成图案。在第1描绘图案SP11中，2个椭圆的长轴是Y方向，短轴是X方向。另外，虽未图示，但也可以图15A～图15F所示的各扫描图案分别是在原点O相接并夹着Y轴而配置的2个环状的图案的合成图案。此外，该情况下，也可以2个环状的图案分别是从图15A～图15F所示的例子旋转90度的图案。进一步地，2个环状的图案各自的大小也能够适当变更。

换句话说，本申请说明书中的激光LB的第1描绘图案SP1、SP3、SP6～SP11是2个环状的图案在一点相接并连续的图案即可，并不限定于图15A～图15F所示的例子。另外，这些图案可通过分别按照规定的驱动图案使第1反射镜41a以及第2反射镜42a驱动而得到。

此外，虽未图示，但也可以取代第2描绘图案SP2、SP4，而是与图15A～图15F所示的扫描图案分别相似的形状。并不限定于图15A～图15F所示的例子，取代第2描绘图案SP2、SP4，是2个环状的图案在一点相接并连续的图案即可。

(其他的实施方式)

也能够将实施方式1、2以及变形例1～3所示的各结构要素适当组合，设为新的实施方式。例如，也能够在描绘实施方式2所示的扫描图案时，如变形例2所示那样，设为关于原点O的非对称形状的利萨如图案。

另外，在图1所示的例子中，聚光透镜34被配置于激光扫描仪40的前段，但也可以被配置于激光扫描仪40的后段、换句话说激光扫描仪40与激光头30的光出射口之间。

此外，也可以通过使激光LB沿着X方向振动为具有第1频率的余弦波状，并且使激光LB沿着Y方向振动为具有第2频率的余弦波状，从而激光LB的扫描图案成为利萨如图案。该情况下，当然可以适当变更式(1)～(4)所示的参数a1、b1、a2、b2、n、m以及

。

此外，第1描绘图案SP1、SP3、SP6～SP11、第2描绘图案SP2、SP4、SP5的描绘方向也并不特别限定于所述的方向。例如，也可以在描绘第1描绘图案SP1、SP3、SP6～SP11时，在1周期的期间扫描激光LB以使得从原点O通过描绘位置C→B→A→O→F→E→D→O。同样地，也可以在描绘第2描绘图案SP2、SP4、SP5时，在1周期的期间扫描激光LB以使得从原点O通过描绘位置C’→B’→A’→O→F’→E’→D’→O。此外，第1描绘图案SP1、SP3、SP6～SP11、第2描绘图案SP2、SP4、SP5的旋转方向RD也并不特别限定于图4、图10、图13以及图15A～图15F所示的方向。也可以使第1描绘图案SP1、SP3、SP6～SP11、第2描绘图案SP2、SP4、SP5与这些所示的方向相反地旋转。此外，无论任何组合，作为第2描绘图案，都可以使用与图15A～15F所示的第1描绘图案SP6～SP11的类似形状或者相似形状并且比第1描绘图案SP6～SP11小规定的尺寸的图案。

此外，在本申请说明书中，以对图3所示的工件200进行激光焊接的情况为例进行了说明，但并不特别限定于此。例如，工件200也可以是分别包含板状的部分的至少2个母材、即板状的部分彼此重叠或对接、至少在板状的部分的表面形成镀锌层的构造。该情况下的母材可以是铁可以是软钢也可以是高张力钢。这些的熔点均比锌的沸点高。此外，也可以包含锌和铝的锌合金镀层形成于2个母材的表面。换句话说，也可以以锌为主成分的镀层形成于2个母材的表面。在此，所谓“以锌为主成分的镀层”，是指包含50％以上的锌的镀层。此外，也可以包含锌以外的材料的覆盖层分别形成于2个母材的表面。该情况下，分别设定覆盖层和母材的材质，以使得构成覆盖层的材料的沸点比构成母材的材料的熔点低。

在对该工件200进行激光焊接的情况下，在对第1描绘图案SP1、SP3、SP6～SP11的任一者进行描绘中，处于板状的部分之间的覆盖层被去除。在对第2描绘图案SP2、SP4、SP5的任一者进行描绘中，去除了覆盖层的2个板状的部分彼此被焊接。另外，作为第2描绘图案，也可以使用与图15A～15F所示的第1描绘图案SP6～SP11的类似形状或者相似形状并且比第1描绘图案SP6～SP11小规定的尺寸的图案。

在对这样的构造的工件200进行激光焊接时，通过应用本公开的激光焊接方法以及激光焊接装置，能够抑制镀锌层211、221等的覆盖层蒸发而产生的蒸气所导致的焊接缺陷的产生，此外，当然也能够使焊缝的形状良好。

另外，在实施方式1，2以及变形例1～3中，说明了如下的激光焊接方法以及激光焊接装置100，即：扫描激光LB，以使得在工件200的表面，描绘第1描绘图案SP1、SP3、SP6～SP11的任一者，并且以描绘的第1描绘图案的原点O为中心，使该第1描绘图案按照每规定的角度旋转来反复描绘。此外，说明了如下的激光焊接方法以及激光焊接装置100，即：扫描激光LB，以使得在工件200的表面，描绘第2描绘图案SP2、SP4、SP5的任一者，并且以描绘的第2描绘图案的原点O为中心，使该第2描绘图案按照每规定的角度旋转并反复描绘。此外，说明了如下的激光焊接方法以及激光焊接装置100，即：作为第2描绘图案，也可以使用与第1描绘图案SP6～SP11的类似形状或者相似形状、并且比第1描绘图案SP6～SP11小规定的尺寸的图案。

但是，本公开的激光焊接方法以及激光焊接装置100允许除此以外的激光LB的扫描。例如，也可以在工件200的表面，描绘第1描绘图案SP1、SP3、SP6～SP11的任一者时，使该第1描绘图案连续地旋转，以使得以描绘的第1描绘图案的原点O为中心，向第1半径的圆内整体照射激光LB。在此，所谓第1半径，相当于该第1描绘图案的长度的一半。同样地，也可以在工件200的表面，描绘第2描绘图案SP2、SP4、SP5的任一者时，使该第2描绘图案连续地旋转，以使得以描绘的第2描绘图案的原点O为中心，向第2半径的圆内整体照射激光LB。在此，所谓第2半径，相当于该第2描绘图案的长度的一半，比第1半径短。此外，作为第2描绘图案，也可以使用与第1描绘图案SP6～SP11的类似形状或者相似形状、并且比第1描绘图案SP6～SP11小规定的尺寸的图案。

根据以上，本公开的激光焊接方法包含以下的结构。

在本公开的激光焊接方法中的焊接步骤中，扫描激光LB，以使得在工件200的表面，描绘第1描绘图案SP1、SP3、SP6～SP11的任一者或者第2描绘图案SP2、SP4、SP5的任一者。此外，也可以扫描激光束LB，以使得作为第2描绘图案，描绘与第1描绘图案SP6～SP11的类似形状或者相似形状、并且比第1描绘图案SP6～SP11小规定的尺寸的图案。

在焊接步骤中的第1照射步骤中，扫描激光LB，以使得激光LB在工件200的表面描绘第1描绘图案SP1、SP3、SP6～SP11的任一者。该情况下，扫描激光LB，以使得通过以描绘的第1描绘图案的原点O为中心使该第1描绘图案旋转，从而向第1半径的圆内整体照射激光LB。第1描绘图案SP1、SP3、SP6～SP11分别是2个环状的图案在原点O相接并连续的图案。第1半径是描绘的第1描绘图案的一半的长度。此外，所谓“向圆内整体照射”，是指向该圆的圆周上以及该圆的内部均等地照射激光LB。

也可以在使第1描绘图案旋转时，使该第1描绘图案按照每规定的角度旋转并反复描绘。此外，也可以使该第1描绘图案连续地旋转。

在焊接步骤中的第2照射步骤中，接着第1照射步骤，如以下所示那样扫描激光LB。换句话说，扫描激光LB，以使得激光LB在工件200的表面描绘第2描绘图案SP2、SP4或者SP5。该情况下，扫描激光LB，以使得通过以第1描绘图案的原点O为中心使该第2描绘图案旋转，从而向第2半径的圆内整体照射激光LB。另外，第2描绘图案SP2、SP4和SP5也可以分别是2个环状的图案在原点O相接并连续的图案。第2半径是描绘的第2描绘图案的一半的长度，比第1半径短。此外，也可以扫描激光LB，以使得作为第2描绘图案，描绘与第1描绘图案SP6～SP11的类似形状或者相似形状、并且比第1描绘图案SP6～SP11小规定的尺寸的图案。

也可以在使第2描绘图案旋转时，使该第2描绘图案按照每规定的角度旋转并反复描绘。此外，也可以使该第2描绘图案连续地旋转。

此外，本公开的激光焊接装置100中的控制器50对激光扫描仪40进行驱动控制，以使得激光LB在工件200的表面描绘第1描绘图案SP1、SP3、SP6～SP11的任一者。该情况下，控制器50对激光扫描仪40进行驱动控制，以使得通过以描绘的第1描绘图案的原点O为中心使该第1描绘图案旋转，从而向所述的第1半径的圆内整体照射激光LB。

在使第1描绘图案旋转时，控制器50也可以对激光扫描仪40进行驱动控制，以使得该第1描绘图案按照每规定的角度旋转并反复描绘。此外，也可以对激光扫描仪40进行驱动控制，以使得该第1描绘图案连续地旋转。

此外，控制器50也可以对激光扫描仪40进行驱动控制，以使得描绘第2描绘图案SP、SP4、SP5的任一者。该情况下，控制器50对激光扫描仪40进行驱动控制，以使得通过以第1描绘图案的原点O为中心来使该第2描绘图案旋转，从而向所述的第2半径的圆内整体照射激光LB。在使第2描绘图案旋转时，控制器50也可以对激光扫描仪40进行驱动控制，以使得该第2描绘图案按照每规定的角度旋转并反复描绘。此外，也可以对激光扫描仪40进行驱动控制，以使得该第2描绘图案连续地旋转。此外，也可以对激光扫描仪40进行驱动控制，以使得作为第2描绘图案，描绘与第1描绘图案SP6～SP11的类似形状或者相似形状、并且比第1描绘图案SP6～SP11小规定的尺寸的图案。

通过这样设置激光焊接方法以及激光焊接装置100，能够起到与实施方式1、2、变形例1～3所示的结构起到的效果同样的效果。

产业上的可利用性

本公开的激光焊接方法可抑制焊接缺陷的产生，得到良好的形状的焊缝，因此在应用于点焊时有用。

-符号说明-

10 激光振荡器

20 光纤

30 激光头

31 壳体

32 准直透镜

33 反射镜

34 聚光透镜

40 激光扫描仪

41 第1检流计镜

41a 第1反射镜

41b 第1旋转轴

41c 第1驱动部

42 第2检流计镜

42a 第2反射镜

42b 第2旋转轴

42c 第2驱动部

50 控制器

60 机械臂

200 工件

210 第1板材(母材)

211 镀锌层(覆盖层)

220 第2板材(母材)

221 镀锌层(覆盖层)

301、302 小孔

311、312 熔池。

Claims (27)

1.一种激光焊接方法，具备：焊接步骤，通过二维地扫描激光来向工件的表面照射，从而对所述工件进行点焊，

所述焊接步骤至少具有：第1照射步骤，扫描所述激光，以使得所述激光在所述工件的表面描绘第1描绘图案，并且通过以所述第1描绘图案的原点为中心使所述第1描绘图案旋转，从而向第1半径的圆内整体照射所述激光，

所述第1描绘图案是2个环状的图案在所述原点相接并连续的图案，

所述第1半径是所述第1描绘图案的长度的一半。

2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，

在所述第1照射步骤中，扫描所述激光，以使得以所述第1描绘图案的原点为中心，使所述第1描绘图案按照每规定的角度旋转并反复描绘。

3.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，

在所述第1照射步骤中，扫描所述激光，以使得以所述第1描绘图案的原点为中心，使所述第1描绘图案连续地旋转。

4.根据权利要求1至3的任一项所述的激光焊接方法，其中，

所述第1描绘图案是8字状或者∞字形状的利萨如图案，

在所述第1照射步骤中，扫描所述激光，以使得：通过使所述激光沿着第1方向振动为具有第1频率的正弦波状，并且使所述激光沿着与所述第1方向交叉的第2方向振动为具有第2频率的正弦波状，从而在所述工件的表面描绘所述第1描绘图案。

5.根据权利要求1至4的任一项所述的激光焊接方法，其中，

所述焊接步骤接着所述第1照射步骤，还具有：第2照射步骤，扫描所述激光，以使得描绘以所述第1描绘图案的原点为中心的规定的长度的第2描绘图案，

所述第2描绘图案的所述规定的长度比所述第1半径的2倍短。

6.根据权利要求5所述的激光焊接方法，其中，

在所述第2照射步骤中，扫描所述激光，以使得通过以所述第1描绘图案的原点为中心使所述第2描绘图案旋转，从而向第2半径的圆内整体照射所述激光，

所述第2半径是所述第2描绘图案的长度的一半，且比所述第1半径短。

7.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其中，

在所述第2照射步骤中，扫描所述激光，以使得以所述第1描绘图案的原点为中心，使所述第2描绘图案按照每规定的角度旋转并反复描绘。

8.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其中，

在所述第2照射步骤中，扫描所述激光，以使得以所述第1描绘图案的原点为中心，使所述第2描绘图案连续地旋转。

9.根据权利要求6至8的任一项所述的激光焊接方法，其中，

所述第2描绘图案是2个环状的图案在所述第1描绘图案的原点相接并连续的图案。

10.根据权利要求9所述的激光焊接方法，其中，

所述第2描绘图案是8字状或者∞字形状的利萨如图案，

在所述第2照射步骤中，扫描所述激光，以使得：通过使所述激光沿着第1方向振动为具有第1频率的正弦波状，并且使所述激光沿着与所述第1方向交叉的第2方向振动为具有第2频率的正弦波状，从而在所述工件的表面描绘所述第2描绘图案。

11.根据权利要求5至10的任一项所述的激光焊接方法，其中，

所述工件是在分别包含板状的部分的2个母材中所述板状的部分彼此重叠或者对接、至少在所述板状的部分的表面形成有覆盖层的构造，并且所述覆盖层的沸点比所述母材的熔点低，

对所述激光的输出进行控制，以使得所述第1照射步骤中的所述激光的输出比所述第2照射步骤中的所述激光的输出低。

12.根据权利要求11所述的激光焊接方法，其中，

在所述第1照射步骤中，处于所述板状的部分之间的所述覆盖层被去除，

在所述第2照射步骤中，去除了所述覆盖层的2个所述板状的部分彼此被焊接。

13.根据权利要求11或者12所述的激光焊接方法，其中，

所述覆盖层是以锌为主成分的镀层。

14.根据权利要求5至13的任一项所述的激光焊接方法，其中，

在所述第2照射步骤中，在所述工件形成小孔。

15.根据权利要求5至14的任一项所述的激光焊接方法，其中，

在俯视下，所述第1描绘图案以及所述第2描绘图案关于所述第1描绘图案的原点是非对称的形状。

16.根据权利要求1至15的任一项所述的激光焊接方法，其中，

在所述第1照射步骤中，在所述工件形成小孔。

17.根据权利要求4或者10所述的激光焊接方法，其中，

所述第1频率与所述第2频率的比为1：2。

18.根据权利要求1至17的任一项所述的激光焊接方法，其中，

扫描所述激光，以使得至少所述第1描绘图案的描绘速度恒定。

19.一种激光焊接装置，至少具备：

激光振荡器，使激光产生；

激光头，接受所述激光并向工件照射；和

控制器，对所述激光头的动作以及所述激光的输出进行控制，

所述激光头具有：激光扫描仪，分别在第1方向和与所述第1方向交叉的第2方向扫描所述激光，

所述控制器对所述激光扫描仪进行驱动控制，以使得所述激光在所述工件的表面描绘第1描绘图案，并且通过以所述第1描绘图案的原点为中心使所述第1描绘图案旋转，从而向第1半径的圆内整体照射所述激光，

所述第1描绘图案是2个环状的图案在所述原点相接并连续的图案，

所述第1半径是所述第1描绘图案的长度的一半。

20.根据权利要求19所述的激光焊接装置，其中，

所述控制器对所述激光扫描仪进行驱动控制，以使得：在所述激光在所述工件的表面描绘所述第1描绘图案之后，所述激光描绘以所述第1描绘图案的原点为中心的规定的长度的第2描绘图案，

所述第2描绘图案的所述规定的长度比所述第1半径的长度的2倍短。

21.根据权利要求20所述的激光焊接装置，其中，

所述控制器对所述激光扫描仪进行驱动控制，以使得通过以所述第1描绘图案的原点为中心使所述第2描绘图案旋转，从而向第2半径的圆内整体照射所述激光，

所述第2半径是所述第2描绘图案的长度的一半，且比所述第1半径短。

22.根据权利要求20或者21所述的激光焊接装置，其中，

所述工件是分别在包含板状的部分的2个母材中所述板状的部分彼此重叠或者对接、至少在所述板状的部分的表面形成有覆盖层的构造，并且所述覆盖层的沸点比所述母材的熔点低，

所述控制器对所述激光的输出进行控制，以使得对所述第1描绘图案进行描绘中的所述激光的输出比对所述第2描绘图案进行描绘中的所述激光的输出低。

23.根据权利要求19至22的任一项所述的激光焊接装置，其中，

所述控制器对所述激光扫描仪进行驱动控制，以使得至少所述第1描绘图案的描绘速度恒定。

24.根据权利要求19至23的任一项所述的激光焊接装置，其中，

所述激光焊接装置还具备：机械手，安装有所述激光头，

所述控制器对所述机械手的动作进行控制，

所述机械手使所述激光头相对于所述工件的表面在规定的方向移动。

25.根据权利要求19至24的任一项所述的激光焊接装置，其中，

所述激光振荡器与所述激光头通过光纤而连接，

所述激光穿过所述光纤，从所述激光振荡器向所述激光头传送。

26.根据权利要求19至25的任一项所述的激光焊接装置，其中，

所述激光扫描仪包含：在第1方向扫描所述激光的第1检流计镜、和在与所述第1方向交叉的第2方向扫描所述激光的第2检流计镜。

27.根据权利要求19至26的任一项所述的激光焊接装置，其中，

所述激光头还具有焦点位置调整机构，

所述焦点位置调整机构构成为使所述激光的焦点位置沿着与所述工件的表面交叉的方向变化。

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